ES2254384T3 - Union para herramienta. - Google Patents
Union para herramienta.Info
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- ES2254384T3 ES2254384T3 ES01917425T ES01917425T ES2254384T3 ES 2254384 T3 ES2254384 T3 ES 2254384T3 ES 01917425 T ES01917425 T ES 01917425T ES 01917425 T ES01917425 T ES 01917425T ES 2254384 T3 ES2254384 T3 ES 2254384T3
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Abstract
Una unión (20) de herramienta que tiene un eje A y que comprende un miembro macho (22) y un miembro hembra (24); cuyo miembro macho tiene un eje B y comprende: una parte de cuerpo macho (26); y una parte de acoplamiento macho (28) que sobresale hacia atrás desde la parte de cuerpo macho, teniendo la parte de acoplamiento macho una parte delantera no roscada (36) adyacente a la parte de cuerpo macho y una parte trasera roscada (38) que termina en un extremo trasero (39); teniendo la parte roscada de la parte de acoplamiento macho una rosca (46) que termina en una parte de extremo delantera (41) adyacente a la parte delantera de la parte de acoplamiento macho y en una parte de extremo trasera (43) adyacente al extremo trasero de la parte trasera de la parte de acoplamiento macho, cuya rosca tiene una sección intermedia (45) de profundidad uniforme entre las partes de extremo delantera y trasera (41, 43); cuya parte de extremo delantera (41) de la rosca de la parte de acoplamiento macho es unfondo (48) de rosca que tiene una profundidad variable que disminuye gradualmente desde una profundidad igual a la profundidad uniforme hasta una profundidad nula; cuya parte de extremo trasera (43) de la rosca de la parte de acoplamiento macho es una cresta (50) de rosca que tiene una altura variable que disminuye gradualmente desde una altura igual a la profundidad uniforme de la rosca hasta una altura nula.
Description
Unión para herramienta.
El presente invento se refiere a una unión de
herramienta que emplea acoplamiento roscado para usar en particular
en conjuntos de herramientas de corte que emplean diferentes cabezas
que se usan en un único portaherramientas. Dicha unión de
herramienta de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se
describe, por ejemplo, en el documento US-A-
5598751.
Las uniones de herramienta con miembros macho y
hembra que emplean acoplamiento roscado son conocidas en la técnica.
Esta clase de miembro macho comprende usualmente una parte de rosca
externa que se conjuga con una parte correspondiente de rosca
interna del miembro hembra. Un ejemplo de dicho mecanismo de
acoplamiento de unión de herramienta se describe en la patente de
EE.UU. Nº 5.114.286. Como se muestra en esta patente, un acoplador
macho (11) está alineado axialmente con un acoplador hembra (13). El
acoplador macho (11) tiene una rosca macho helicoidal (21) que se
dimensiona y conforma para que se conjugue con una rosca hembra
helicoidal correspondiente (23) del acoplador hembra (13). En la
Figura 1 (y con mayor claridad en las Figuras 1 y 5 de la mencionada
patente) se muestra esquemáticamente un inconveniente del mecanismo
de acoplamiento de la clase descrita. Este inconveniente implica el
hecho de que, por delante de la cresta 14 de rosca más delantera del
miembro macho 12, se ha formado una parte estrecha 16 de cuello que
debilita el extremo delantero del miembro macho. El término
"parte estrecha de cuello" se refiere, en la presente memoria,
a una sección del miembro macho que tiene un diámetro igual al
diámetro del fondo de la rosca.
Otro problema relacionado con dichas uniones de
herramienta se refiere al hecho de que la cresta de rosca más
delantera, y también la cresta de rosca más trasera, son
incompletas, teniendo partes que se estrechan con fuga de metal en
sus extremos abiertos. Esto se muestra claramente, por ejemplo, en
la Figura 2 de la patente de EE.UU. Nº 1.407.335 expedida a
Reynolds. Estas partes de extremo estrecho son demasiado débiles
para transferir cargas axiales entre los miembros macho y
hembra.
En la patente de EE.UU. Nº 4.735.537 expedida a
Rath se describe una solución al problema, que enseña cómo reducir
la parte estrecha de cuello. En la parte roscada del miembro macho
de esta última patente, la parte de extremo interior de la rosca
tiene su dimensión total casi hasta el punto donde termina. Esto
permite que la sección de transición se haga más corta.
El objeto del presente invento es proveer una
unión de herramienta con miembros macho y hembra que tienen roscas
conjugadas en la que las roscas de ambos miembros macho y hembra no
tienen la fuga de metal convencional de una sección transversal
incompleta, proporcionando de ese modo una unión de herramienta más
corta y más fuerte.
De acuerdo con el presente invento, se ha
provisto una unión de herramienta que tiene un eje A que comprende
un miembro macho y un miembro hembra;
cuyo miembro macho tiene un eje B y
comprende:
una parte de cuerpo macho; y
una parte de acoplamiento macho que sobresale
hacia atrás desde la parte de cuerpo macho, cuya parte de
acoplamiento macho tiene una parte delantera no roscada adyacente a
la parte de cuerpo macho y una parte trasera roscada que termina en
un extremo trasero;
cuya parte roscada de la parte de acoplamiento
macho tiene una rosca que termina en una parte de extremo delantera
adyacente a la parte delantera de la parte de acoplamiento macho y
en una parte de extremo trasera adyacente al extremo trasero de la
parte trasera de la parte de acoplamiento macho, teniendo la rosca
una sección intermedia de profundidad uniforme entre las partes de
extremo delantera y trasera;
siendo la parte de extremo delantera de la rosca
de la parte de acoplamiento macho un fondo de rosca que tiene una
profundidad variable que disminuye gradualmente desde una
profundidad igual a la profundidad uniforme de la rosca hasta una
profundidad cero;
siendo la parte de extremo trasera de la rosca de
la parte de acoplamiento macho una cresta de rosca que tiene una
altura variable que disminuye gradualmente desde una altura igual a
la profundidad uniforme de la rosca hasta una altura cero;
cuyo miembro hembra tiene un eje C y
comprende:
una parte de cuerpo hembra; y
una parte de acoplamiento hembra que comprende un
agujero taladrado para alojar la parte de acoplamiento macho, cuyo
agujero taladrado se extiende hacia atrás desde una superficie
frontal del miembro hembra hacia la parte de cuerpo hembra, teniendo
el agujero taladrado una parte delantera no roscada adyacente a la
superficie frontal y una parte trasera roscada que termina junto a
la parte de cuerpo hembra;
teniendo la parte roscada de la parte de
acoplamiento hembra una rosca que termina en una parte de extremo
delantera adyacente a la parte delantera no roscada de la parte de
acoplamiento hembra y en una parte de extremo trasera adyacente a la
parte de cuerpo hembra, cuya rosca de la parte de acoplamiento
hembra tiene una sección intermedia entre las partes de extremo
delantera y trasera, teniendo la rosca de la parte de acoplamiento
hembra una profundidad igual a la profundidad uniforme;
cuya parte de extremo delantera de la rosca de la
parte de acoplamiento hembra es una cresta de rosca que tiene una
altura variable gradualmente decreciente desde una altura igual a la
profundidad uniforme hasta una altura cero;
cuya parte de extremo trasera de la rosca de la
parte de acoplamiento hembra es un fondo de rosca que tiene una
profundidad variable que disminuye desde una profundidad igual a la
profundidad uniforme de la rosca hasta la profundidad cero;
en la que, tras formar el acoplamiento roscado de
los miembros macho y hembra una conexión de unión de herramienta, la
parte roscada del miembro macho engrana con la parte roscada del
miembro hembra;
la parte de extremo delantera de la rosca de la
parte de acoplamiento macho y la parte de extremo delantera de la
rosca de la parte de acoplamiento hembra tienen un espacio
intermedio entre ellas de una primera amplitud angular; y
la parte de extremo trasera de la rosca de la
parte de acoplamiento macho y la parte de extremo trasera de la
rosca de la parte de acoplamiento hembra tienen un espacio
intermedio entre ellas de una segunda amplitud angular.
De acuerdo con una realización preferida del
presente invento, la parte de cuerpo macho comprende además un
resalte anular que mira hacia atrás junto a la parte delantera no
roscada del miembro de acoplamiento macho y la superficie frontal
del miembro hembra es un resalte anular que mira hacia delante;
y
en la que, tras el acoplamiento roscado de los
miembros macho y hembra para formar una conexión de unión de
herramienta, el resalte anular de la parte de cuerpo macho se apoya
en el resalte anular de la parte de cuerpo hembra.
Además, de acuerdo con una realización preferida
del presente invento, la parte delantera no roscada de la parte de
acoplamiento macho tiene forma troncocónica, estrechándose
progresivamente hacia atrás en dirección a la parte trasera roscada
de la parte de acoplamiento macho, y la parte delantera no roscada
del agujero taladrado de la parte de acoplamiento hembra tiene forma
troncocónica, que se estrecha progresivamente hacia atrás en
dirección a la parte de cuerpo hembra; y
en la que, tras el acoplamiento roscado de los
miembros macho y hembra para formar una conexión de unión de
herramienta, la parte delantera no roscada de la parte de
acoplamiento macho se apoya en la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento hembra.
- Típicamente, la primera amplitud angular está comprendida en el intervalo de 20º a 90º.
- Preferiblemente, la primera amplitud angular es de 70º.
- Típicamente, la segunda amplitud angular está comprendida en el intervalo de 20º a 90º.
- Preferiblemente, la segunda amplitud angular es de 70º.
De acuerdo con el presente invento, cada una de
las partes de extremo delantera y trasera de las partes roscadas
macho y hembra tiene una amplitud angular en el intervalo
comprendido entre 5º a 30º.
Preferiblemente, cada una de las partes de
extremo delantera y trasera de las partes roscadas macho y hembra
tiene una amplitud angular de 15º.
Típicamente, el miembro macho está hecho de
carburo cimentado y el miembro hembra se ha hecho de acero.
De acuerdo con el presente invento, durante el
acoplamiento roscado de los miembros macho y hembra, la parte
delantera no roscada del miembro de acoplamiento macho se apoya en
la parte delantera no roscada del miembro de acoplamiento hembra
antes de que el resalte anular de la parte de cuerpo macho se apoye
en el resalte anular de la parte de cuerpo hembra.
Preferiblemente, cuando la parte delantera no
roscada de la parte de acoplamiento macho establece contacto inicial
con la parte delantera no roscada de la parte de acoplamiento
hembra, el resalte anular de la parte de cuerpo macho está separado
en una distancia L del resalte anular de la parte de cuerpo
hembra.
Típicamente, la distancia L está comprendida en
el intervalo de 0,1 a 0,6 mm.
De acuerdo con una realización preferida del
presente invento, la distancia L es igual a 0,3 mm.
De acuerdo con una realización preferida del
presente invento, el resalte anular de la parte de cuerpo macho y el
resalte anular de la parte de cuerpo hembra son perpendiculares al
eje A.
Típicamente, el resalte anular de la parte de
cuerpo macho y el resalte anular de la parte de cuerpo hembra se han
fabricado por rectificado.
Más típicamente, la parte delantera no roscada de
la parte de acoplamiento macho y la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento hembra se han fabricado por rectificado.
Todavía más típicamente, la parte roscada del
miembro macho se ha fabricado por rectificado.
Preferiblemente, la parte delantera no roscada de
la parte de acoplamiento macho se estrecha progresivamente en un
ángulo \alpha1 con respecto al eje B, y la parte delantera no
roscada de la parte de acoplamiento hembra se estrecha
progresivamente en un ángulo \alpha2 con respecto al eje C, siendo
el ángulo \alpha1 igual al ángulo \alpha2.
Típicamente, los ángulos \alpha1 y \alpha2
están el intervalo comprendido entre 2,5º a 3,5º.
Más típicamente, los ángulos \alpha1 y
\alpha2 son de 3º.
Opcionalmente, el ángulo \alpha1 es mayor que
el ángulo \alpha2 en 0,25º.
De acuerdo con una realización preferida, la
parte de rosca del miembro macho y la parte de rosca del miembro
hembra son roscas de paso único.
Para comprender mejor el presente invento y
mostrar cómo se podría llevar el mismo a la práctica, se hace ahora
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista lateral de un miembro
macho de un mecanismo de acoplamiento de la técnica anterior;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de una
herramienta de corte que emplea una unión de herramienta de acuerdo
con el presente invento;
La Figura 3 es una vista en despiece ordenado de
la herramienta de corte de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista en perspectiva del
miembro macho de la Figura 3 mostrando la parte de extremo delantera
de la rosca;
La Figura 5 es una vista en perspectiva del
miembro macho de la Figura 3 mostrando la parte de extremo trasera
de la rosca;
La Figura 6 es una vista parcial en perspectiva
del miembro hembra de la Figura 3 mostrando la parte de extremo
delantera de la rosca;
La Figura 7 es una vista parcial en perspectiva
del miembro hembra de la Figura 3 mostrando la parte de extremo
trasera de la rosca;
La Figura 8 es una vista en corte transversal
tomada en un plano que pasa a través del eje A de los miembros macho
y hembra cuando la parte delantera no roscada de la parte de
acoplamiento macho entra en contacto inicial con la parte delantera
no roscada de la parte de acoplamiento hembra;
La Figura 9 es una vista en corte transversal de
la unión de herramienta de la Figura 2 tomada en un plano que pasa a
través del eje A;
La Figura 10 es una vista lateral parcial de un
miembro macho con una rosca de acuerdo con la técnica anterior;
La Figura 11 es una vista lateral parcial de un
miembro macho con una rosca de acuerdo con el presente inven-
to;
to;
La Figura 12 es una vista desde atrás del miembro
macho mostrado en la Figura 3;
La Figura 13 es una vista de frente del miembro
hembra mostrado en la Figura 3;
La Figura 14 es una vista en corte transversal
del miembro macho acoplado con el miembro hembra, tomada en un plano
XIV-XIV de la Figura 9; y
La Figura 15 es una vista en corte transversal
del miembro macho acoplado con el miembro hembra, tomada en un plano
XV-XV de la Figura 9.
Véanse las Figuras 2 a 11. Como se muestra en
ellas, una unión 20 de herramienta que tiene un eje longitudinal A
comprende un miembro macho 22 y un miembro hembra 24. De acuerdo con
una aplicación específica del presente invento, la unión 20 de
herramienta constituye un conjunto de herramienta de corte en el que
el miembro macho 22 está hecho de carburo cimentado y constituye una
cabeza de corte y el miembro hembra 24 está hecho de acero para
herramientas y constituye una espiga de retención.
El miembro macho 22 tiene un eje longitudinal B,
una parte de cuerpo 26 y una parte de acoplamiento 28 que sobresale
hacia atrás desde el extremo trasero 30 de la parte de cuerpo 26. La
estructura de la parte de cuerpo 26 no se describe en la presente
memoria, dado que no constituye una característica esencial del
presente invento y puede ser de cualquier forma conveniente. El
extremo trasero 30 de la parte de cuerpo 26 comprende una superficie
de resalte anular 32 que mira hacia atrás. El resalte anular 32 que
mira hacia atrás tiene simetría rotatoria alrededor del eje B, y es
perpendicular al mismo.
La parte de acoplamiento 28 tiene una parte
delantera no roscada 36, adyacente a la parte de cuerpo macho 26, y
una parte trasera roscada 38 que termina en un extremo trasero 39.
La parte delantera no roscada 36 de la parte de acoplamiento macho
comprende una superficie troncocónica 40 que se va estrechando
progresivamente hacia atrás en dirección a la parte trasera roscada
38 y está inclinada en un ángulo \alpha1 con respecto al eje B. El
ángulo \alpha1 típicamente está comprendido en el intervalo de
2,5º a 3,5º. De acuerdo con una realización preferida del presente
invento, el ángulo \alpha1 es de 3º.
La parte trasera roscada 38 de la parte de
acoplamiento 28 tiene una rosca 46 que termina en una parte de
extremo delantera 41 adyacente a la parte delantera 36 de la parte
de acoplamiento macho 28 y en una parte de extremo trasera 43
adyacente al extremo trasero 39 de la parte trasera 38 de la parte
de acoplamiento macho 28. La rosca 46 tiene una sección intermedia
45 de profundidad uniforme entre la parte de extremo delantera 41 y
la parte de extremo trasera 43. Similarmente, la sección intermedia
45 tiene una altura uniforme h, que es igual a la profundidad
uniforme y que se define como la diferencia radial entre la cresta y
el fondo de la rosca. La rosca 46 tiene un ángulo de paso \alpha
medido con respecto a un plano perpendicular al eje B. Típicamente,
el ángulo de paso está comprendido en el intervalo de 4º a 5º. La
rosca 46 tiene una forma de sección transversal trapezoidal con los
bordes redondeados. Con el fin de evitar la existencia de una parte
de cuello estrecha adyacente a la parte delantera 36 de la parte de
acoplamiento macho 38 que de ese modo debilitaría al miembro macho
22, la parte de extremo delantera 41 de la rosca 46 es, como se ve
mejor en las Figuras 4 y 5, un fondo 48 de rosca que tiene una
profundidad variable que disminuye gradualmente desde una
profundidad igual a la profundidad uniforme de la rosca hasta una
profundidad cero. Similarmente, la parte de extremo trasera 43 de la
rosca 46 es una cresta 50 de rosca que tiene una altura variable que
disminuye gradualmente desde una altura igual a la profundidad
uniforme de la rosca hasta una altura cero.
Una propiedad adicional de la rosca de relevancia
para el presente invento es el espesor T de rosca. El espesor T de
rosca se define en la presente memoria como el espesor máximo de una
cresta medido a lo largo de una línea que forma un ángulo \alpha
con el eje B.
La Figura 10 muestra una rosca de la técnica
anterior en un cuerpo macho 80. El espesor de la rosca es constante
hasta un punto P1 donde la rosca llega al extremo trasero 82 del
cuerpo macho 80. A partir del punto definido como P1, el espesor T
de la rosca disminuye gradualmente hasta que llega a ser nulo en el
punto P2. La parte 88 de la rosca comprendida entre los puntos P1 y
P2, que tiene una altura h a lo largo de una parte principal de la
misma, no se puede considerar como una rosca efectiva y, dado que es
una rosca incompleta, no puede transmitir carga adecuadamente como
lo haría la rosca completa. La parte 88 usualmente tiene una
amplitud angular \theta (no mostrada) según se ve en una vista
desde un extremo de la rosca que, para los ángulos de paso
comúnmente usados, está en el intervalo comprendido entre 120º y
270º. En relación con los términos "rosca efectiva", "rosca
incompleta" y "rosca completa", se hace referencia a la
publicación "Manual de Maquinaria vigésimoquinta edición",
1996, Industrial Press Inc., Nueva York, páginas
1631-1634.
A pesar del hecho de que la parte 88 no puede
transmitir carga como el resto de la rosca completa, y, por tanto,
es innecesaria, todavía tiene una altura h a lo largo de una parte
importante de la misma. Esto significa que, cuando el cuerpo macho
80 está engranado dentro de un cuerpo hembra correspondiente (no
mostrado), se debe dejar una rosca hembra apropiada para recibir a
la parte 88. Esta rosca hembra, que no trasmite carga, es también
innecesaria y debilita al cuerpo hembra.
Con el fin de superar los inconvenientes antes
mencionados, la rosca de acuerdo con el presente invento, como se ha
mostrado en la Figura 11, se fabrica sin la parte 88. A partir del
punto P1, sobre la cresta 50, la rosca aumenta gradualmente hasta el
punto P3 a lo largo de una parte intermedia 92. El punto 90 está
separado del eje B la misma distancia que lo está el fondo 48.
Usualmente, la parte intermedia 92 tiene una amplitud angular
\theta1 de menos de 30º, y típicamente tiene el valor de 15º. De
acuerdo con una realización preferida del presente invento, el
miembro macho se ha fabricado de carburo cementado y la rosca se
produce por rectificado. La amplitud angular \theta1 de la parte
intermedia 92 viene determinada por el radio de la muela usada para
rectificar.
El principio anteriormente descrito, con los
cambios respectivos que tienen que hacerse, se aplica a los dos
extremos de las roscas de los miembros macho y hembra del
invento.
De acuerdo con una realización preferida del
presente invento, el resalte anular 32 que mira hacia atrás, la
superficie troncocónica 40 y la rosca 46 se fabrican por
rectificado.
El miembro hembra 24 tiene un eje longitudinal C,
una superficie periférica lateral 58 y una superficie frontal 60
unida a la superficie periférica lateral 58. La superficie frontal
60 tiene una superficie 62 de apoyo de forma de anillo dirigida
axialmente que tiene simetría rotatoria alrededor del eje C y es
perpendicular al mismo.
Un agujero taladrado 64 se extiende hacia atrás
desde la superficie frontal 60. El agujero taladrado 64 constituye
una parte de acoplamiento 59 del miembro hembra y está delante con
respecto a una parte de cuerpo hembra 61. El agujero taladrado 64
tiene una parte delantera 66 y una parte trasera 68. La parte
delantera 66 comprende una superficie troncocónica 70 que se
estrecha progresivamente hacia atrás en dirección a la parte de
cuerpo hembra 61 y está inclinada formando un ángulo \alpha2 con
respecto al eje C. El ángulo \alpha2 está comprendido en el
intervalo de 2,5º a 3,5º. De acuerdo con el presente invento, el
ángulo \alpha2 preferiblemente es de 3º. La parte trasera 68 tiene
una rosca 72. La rosca 72 tiene una forma de sección transversal
trapezoidal con los bordes redondeados que se conjuga con la rosca
46 del miembro macho. La rosca 72 termina en una parte de extremo
delantera 63 adyacente a la parte delantera 66 de la parte de
acoplamiento hembra 59, y en una parte de extremo trasera 65
adyacente a la parte de cuerpo hembra 61. La rosca 72 tiene una
sección intermedia 67 de profundidad uniforme entre la parte de
extremo delantera 63 y la parte de extremo trasera 65. La rosca 72
tiene un ángulo de paso \alpha que es igual al ángulo de paso de
la rosca 46 del miembro macho. Como se ve mejor en las Figuras 6 y
7, la parte de extremo delantera 63 de la rosca 72 es una cresta 74
de rosca que tiene una altura variable que disminuye gradualmente
desde una altura igual a la profundidad uniforme de la rosca hasta
la altura cero. La parte de extremo trasera 65 de la rosca 72 es un
fondo 76 de rosca que tiene una profundidad variable que disminuye
gradualmente desde una profundidad igual a la profundidad uniforme
hasta una profundidad cero.
Para ensamblar la unión de herramienta, se fija
el miembro macho 22 en el miembro hembra 24 y se gira con respecto
al mismo con la rosca hembra 46 engranando con la rosca hembra 72.
La rosca macho 46 y la rosca hembra 72 giran libremente hasta que la
superficie troncocónica 40 entra en contacto inicial con la
superficie troncocónica 70. En esta posición, la superficie del
resalte anular 32 que mira hacia atrás está separada una distancia L
de la superficie de apoyo 62 (véase Figura 8). La longitud L está
típicamente en el intervalo comprendido entre 0,1 mm y 0,6 mm. De
acuerdo con una realización preferida del presente invento, la
longitud L es igual a 0,3 mm.
De acuerdo con una realización del presente
invento, el ángulo de inclinación \alpha1 de la superficie
troncocónica 40 es igual al ángulo de inclinación \alpha2 de la
superficie troncocónica 70. De ese modo, se asegura que ambas
superficies troncocónicas 40 y 70 entren en total contacto entre sí.
De acuerdo con otra realización del presente invento, el ángulo de
inclinación \alpha1 de la superficie troncocónica 40 es mayor que
el ángulo de inclinación \alpha2 de la superficie troncocónica 70
en 0,25º. De acuerdo con esta realización, se asegura que el
contacto inicial entre ambas superficies troncocónicas 40 y 70 se
realice en sus partes frontales, aumentando de ese modo la rigidez
de la unión de herramienta en la parte delantera de conexión entre
el miembro macho 22 y el miembro hembra 24 cerca de la superficie
del resalte 32 y de la superficie de apoyo 62.
Tras el contacto inicial entre las superficies
troncocónicas, el miembro 22 es apretado a la fuerza contra el
miembro hembra 24 hasta que la distancia L se reduce a cero y el
resalte anular 32 del miembro macho se apoya contra la superficie de
apoyo 62 del miembro hembra. Por el hecho de llevar a apoyarse a las
dos superficies 32 y 62, la superficie troncocónica 40 del miembro
macho causa una pequeña deformación dirigida radialmente hacia fuera
de la superficie troncocónica 70 del miembro hembra. La deformación
se hace posible debido a la delgadez relativa de la pared del
miembro hembra en la región de la superficie troncocónica 70.
Cuando el miembro macho está completamente
engranado con el miembro hembra, los ejes A, B y C se superponen, y
la parte de extremo delantera 41 de la rosca de la parte de
acoplamiento macho y la parte de extremo delantera 63 de la rosca de
la parte de acoplamiento hembra tienen un espacio intermedio entre
ellas de una primera amplitud angular \theta2. Asimismo, la parte
de extremo trasera 43 de la rosca de la parte de acoplamiento macho
y la parte de extremo trasera 65 de la rosca de la parte de
acoplamiento hembra tienen un espacio intermedio 95 entre ellas de
una segunda amplitud angular \theta3. El diseño de las roscas
asegura que la amplitud angular \theta2 y la amplitud angular
\theta3 son ambas inferiores a 90º, asegurando de ese modo un
acoplamiento fuerte y rígido sin que exista una sección transversal
relativamente débil. Típicamente, las amplitudes angulares primera y
segunda están comprendidas en el intervalo de 20º a 90º.
Preferiblemente, las amplitudes angulares primera y segunda son de
70º.
El apoyo entre las superficies 32 y 62 asegura la
rigidez en la periferia del área de contacto entre los miembros
macho y hembra. El apoyo entre las superficies troncocónicas 40 y 70
asegura la concentricidad entre los miembros macho y hembra, y,
además, soporta una parte sustancial del par aplicado por el miembro
hembra al miembro macho durante una operación de corte. El diseño
especial del acoplamiento total entre las roscas del miembro macho y
el miembro hembra elimina la existencia de secciones transversales
relativamente débiles, aumentando de ese modo la resistencia
mecánica total de la unión de herramienta.
La unión de herramienta de acuerdo con el
presente invento se usa para herramientas de corte que tengan un
diámetro de corte en el intervalo de 6 a 20 mm. Si se desea, para
aumentar la rigidez de la herramienta de corte, la superficie
periférica lateral de la parte de cuerpo del miembro hembra se
estrecha progresivamente en un ángulo agudo \beta con respecto al
eje C, estando el ángulo \beta típicamente en el intervalo de 0º a
5º. Cuando se desee, por ejemplo, mecanizar paredes de cámaras
profundas, la superficie periférica lateral 58 del miembro hembra se
hace cilíndrica con un diámetro menor que el diámetro de la
periferia 34 de la parte de cuerpo del miembro macho, por lo cual,
la profundidad del mecanizado no está limitada por la espiga de
retención.
Se entiende que la unión de herramienta del
conjunto de herramienta de corte descrita anteriormente no está
restringida a una cabeza de corte y a una espiga de retención. Por
ejemplo, la unión de herramienta se puede usar como una prolongación
de cualesquiera dos partes conjugadas que constituyan miembros macho
y hembra.
Claims (23)
1. Una unión (20) de herramienta que tiene un eje
A y que comprende un miembro macho (22) y un miembro hembra
(24);
cuyo miembro macho tiene un eje B y
comprende:
una parte de cuerpo macho (26); y
una parte de acoplamiento macho (28) que
sobresale hacia atrás desde la parte de cuerpo macho, teniendo la
parte de acoplamiento macho una parte delantera no roscada (36)
adyacente a la parte de cuerpo macho y una parte trasera roscada
(38) que termina en un extremo trasero (39);
teniendo la parte roscada de la parte de
acoplamiento macho una rosca (46) que termina en una parte de
extremo delantera (41) adyacente a la parte delantera de la parte de
acoplamiento macho y en una parte de extremo trasera (43) adyacente
al extremo trasero de la parte trasera de la parte de acoplamiento
macho, cuya rosca tiene una sección intermedia (45) de profundidad
uniforme entre las partes de extremo delantera y trasera (41,
43);
cuya parte de extremo delantera (41) de la rosca
de la parte de acoplamiento macho es un fondo (48) de rosca que
tiene una profundidad variable que disminuye gradualmente desde una
profundidad igual a la profundidad uniforme hasta una profundidad
nula;
cuya parte de extremo trasera (43) de la rosca de
la parte de acoplamiento macho es una cresta (50) de rosca que
tiene una altura variable que disminuye gradualmente desde una
altura igual a la profundidad uniforme de la rosca hasta una altura
nula;
cuyo miembro hembra tiene un eje C y
comprende:
una parte de cuerpo hembra (61); y
una parte de acoplamiento macho (59) que
comprende un agujero taladrado (64) para alojar la parte de
acoplamiento macho, extendiéndose el agujero taladrado hacia atrás
desde una superficie frontal (60) del miembro hembra hacia la parte
de cuerpo hembra, cuyo agujero taladrado tiene una parte delantera
no roscada (66) adyacente a la superficie frontal y una parte
trasera roscada (68) que termina junto a la parte de cuerpo
hembra;
teniendo la parte roscada de la parte de
acoplamiento hembra una rosca (72) que termina en una parte de
extremo delantera (63) adyacente a la parte delantera no roscada de
la parte de acoplamiento hembra y en una parte de extremo trasera
(65) adyacente a la parte de cuerpo hembra, cuya rosca de la parte
de acoplamiento hembra tiene una sección intermedia (67) entre las
partes de extremo delantera y trasera, teniendo la rosca de la
sección intermedia de la parte de acoplamiento hembra una
profundidad igual a la profundidad uniforme;
cuya parte de extremo delantera (63) de la rosca
de la parte de acoplamiento hembra es una cresta (74) de rosca que
tiene una altura variable que disminuye gradualmente desde una
altura igual a la profundidad uniforme hasta una altura nula;
cuya parte de extremo trasera (65) de la rosca de
la parte de acoplamiento hembra es un fondo (76) de rosca que tiene
una profundidad variable que disminuye desde una profundidad igual a
la profundidad uniforme hasta una profundidad nula;
caracterizada porque
tras el acoplamiento roscado de los miembros
macho y hembra para formar una conexión de unión de herramienta, la
parte roscada (38) del miembro macho engrana con la parte roscada
(68) del miembro hembra;
la parte de extremo delantera (41) de la rosca de
la parte de acoplamiento macho y la parte de extremo delantera (63)
de la rosca de la parte de acoplamiento hembra tienen un espacio
intermedio (94) entre ellas de una primera amplitud angular
(\theta2) ; y
la parte de extremo trasera (43) de la rosca de
la parte de acoplamiento macho y la parte de extremo trasera (65)
de la rosca de la parte de acoplamiento hembra tienen un espacio
intermedio (95) entre ellas de una segunda amplitud angular
(\theta3).
2. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la parte de cuerpo macho comprende
además un resalte anular (32) que mira hacia atrás adyacente a la
parte delantera no roscada del miembro de acoplamiento macho y la
superficie frontal (60) del miembro hembra es un resalte anular que
mira hacia delante; y
en la que, tras el acoplamiento roscado de los
miembros macho y hembra para formar una conexión de unión de
herramienta, el resalte anular de la parte de cuerpo macho se apoya
en el resalte anular de la parte de cuerpo hembra.
3. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la parte delantera no roscada (36) de
la parte de acoplamiento macho tiene forma troncocónica, que se
estrecha progresivamente hacia atrás en la dirección de la parte
roscada trasera de la parte de acoplamiento macho, y la parte
delantera no roscada (66) del agujero taladrado de la parte de
acoplamiento hembra es de forma troncocónica, que se estrecha
progresivamente hacia atrás en dirección a la parte de cuerpo
hembra; y
en la que, tras el acoplamiento roscado de los
miembros macho y hembra para formar una conexión de unión de
herramienta, la parte delantera no roscada de la parte de
acoplamiento macho se apoya en la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento hembra.
4. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la primera amplitud angular está en el
intervalo de 20º a 90º.
5. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 4, en la que la primera amplitud angular es de
70º.
6. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la segunda amplitud angular está en el
intervalo de 20º a 90º.
7. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que la segunda amplitud angular es de
70º.
8. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que cada una de las partes de extremo
delantera y trasera (41, 63; 43, 65) de las partes roscadas macho y
hembra tienen una amplitud angular en el intervalo de 5º a 30º.
9. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 8, en la que cada una de las partes de extremo
delantera y trasera de las partes roscadas macho y hembra tiene una
amplitud angular de 15º.
10. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el miembro macho se ha hecho de carburo
cimentado y el miembro hembra se ha hecho de acero.
11. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que, durante el acoplamiento roscado de los
miembros macho y hembra, la parte delantera no roscada del miembro
de acoplamiento macho se apoya en la parte delantera no roscada del
miembro de acoplamiento hembra antes de que el resalte anular de la
parte de cuerpo macho se apoye en el resalte anular de la parte de
cuerpo hembra.
12. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 11, en la que, cuando la parte delantera no roscada
de la parte de acoplamiento macho entra en contacto inicial con la
parte delantera no roscada de la parte de acoplamiento hembra, el
resalte anular de la parte de cuerpo macho está separado en una
distancia L del resalte anular de la parte de cuerpo hembra.
13. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 12, en la que la distancia L está en el intervalo de
0,1 a 0,6 mm.
14. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 13, en la que la distancia L es igual a 0,3 mm.
15. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que el resalte anular de la parte de cuerpo
macho y el resalte anular de la parte de cuerpo hembra son
perpendiculares al eje A.
16. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que el resalte anular de la parte de cuerpo
macho y el resalte anular de la parte de cuerpo hembra se han hecho
por rectificado.
17. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento macho y la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento hembra se han hecho por rectificado.
18. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la parte de rosca del miembro macho se
ha hecho por rectificado.
19. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que la parte delantera no roscada de la
parte de acoplamiento macho se estrecha progresivamente en un ángulo
\alpha1 con respecto al eje B, y la parte delantera no roscada de
la parte de la parte de acoplamiento hembra se estrecha
progresivamente en un ángulo \alpha2 con respecto al eje C, siendo
el ángulo \alpha1 igual al ángulo \alpha2.
20. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 19, en la que los ángulos \alpha1 y \alpha2 están
en el intervalo de 2,5º a 3,5º.
21. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 20, en la que los ángulos \alpha1 y \alpha2 son
de 3º.
22. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 19, en la que el ángulo \alpha1 es mayor que el
ángulo \alpha2 en 0,25º.
23. Una unión de herramienta de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la parte de rosca del miembro macho y la
parte de rosca del miembro hembra son roscas de paso único.
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